エンベデッドシステムスペシャリスト 2024年 秋期 午後Iの問題文6問です。図・表・別冊資料と正解は掲載していませんので、出典の公表資料またはアプリでご確認ください。
空飛ぶクルマの旅客輸送システムに関する次の記述を読んで,設問に答えよ。 A社は,都市部での移動を目的とした空飛ぶクルマの旅客輸送システム(以下,SK システムという)を開発している。空飛ぶクルマには,ドローンの技術を応用した 電動垂直離着陸機(Electric Vertical Take-Off and Landing aircraft以下, eVIOLという)を採用している。SKシステムは,複数台のeVTOLを用いて,空港と イベント会場にある複数の離着陸場の間で,自動操縦による旅客の空輸サービスを 提供する。自動車での移動に比べて道路交通渋滞の影響を受けずに効率的に旅客を 輸送できることが特徴である。 SKシステムに関連するシステム構成を図1に,SKシステムに関連する主な構成要 素を表1に示す。 運航管理自動管制気象情報» システムシステムサービスSue,GNSS測位衛星 |剛同a モバイル通信ーーーニーーニーニーーーラーーー Gis icin離着陸場 ご| Gin eB rs イベント会場 空港緊急離着陸場緊急離着陸場 Sk 22 taf 2) 注GNSS(Global Navigation Satellite System) 注2 eVTOLの飛行が許可されている空間上の領域である。 図1 SKシステムに関連するシステム構成 a 3 aie 表1 SKシステムに関連する主な構成要素 運航管理・eVTOLの搭乗予約,配車,飛行ルートの立案,飛行の状況などの管理を行うSKシステム専用のクラ VATAウドシステムである。 ・8個のローターを搭載したマルチコプタータイプのeVTOLで,運航管理システムと自動管制システ ムからの情報を基に自動操縦によって飛行する。緊急時は,必要に応じてパイロットによる手動操 縦を行う。 -・モバイル通信を使用して,運航管理システム及び自動管制システムと通信する。 ・動力源としてバッテリーを使用する。バッテリーは交換可能である。 ・搭乗定員は,RASA(パイロット1人を含む)である。 ・バッテリー満充電時の無風時の航続距離は300 km,SKシステムにおいて1回の飛行は最長40 kmである。 ・飛行速度は,最大150kmノ時で,飛行高度は1,000m以下である。 ・eVTOLが離着陸する専用の場所で,空港,。イベント会場内に複数設置されている。 Pers・一つの離着陸場は,eVTOL1台分の広さである。 ー・バッテリーの交換ステーションがあり,バッテリーは離着陸場に常駐している運航補助員が交換す る。 堅急離着陸場|・緊急時に,飛行中のeVTOLが緊急着陸をするための公共の場所である。 ・SK空域内を飛行する全てのeVTOL,へヘリコプターの位置,RE,方向などの情報を取得して,航空 自動管制管制を行う。 WP・各離着陸場の空き状況及び利用予約状況のスケジュール(以下,離着陸場情報という)を,EME 7理システムに送信する。 ・eVTOLや運航管理システムからの各種申請を審査し,承認を行う。 気象情報SK空域内の降雨,風速,風向,雷などの情報(以下,気象情報という)を,運航管理システム,A サービス動管制システムにインターネット経由で送信する。 ・携帯電話通信事業者の回線を用いた通信ネットワークである。SK空域は,通信可能エリアとしてカ モバイル通信 バーされている。 (SKKシステムの利用手順] SKシステムの利用手順の一例を次に示す。 ①旅客は,スマートフォンの専用アプリケーションプログラム(UF,専用アプリと いう)を用いて,出発予定時刻,出発予定地,到着予定地,搭乗予定人数などの情報 (以下,予約情報という)を入力して,運航管理レステムにeVTOLの搭乗予約を行う。 ②運航管理システムは,予約情報,気象情報,|”a|を基に,eVTOLの飛行 ート,飛行速度,ROBE,到着予定時刻などの情報(以下,飛行計画という)を WEL,飛行計画を自動管制システムに申請する。自動管制システムは,eVTOLとへ リコプターの飛行計画を管理し,申請された飛行計画に対する承認可否を決定する。 ③運航管理システムは飛行計画が承認されると,予約した旅客の専用アプリに搭 乗予約の完了と,飛行計画として算出された到着予定時刻を通知する。 ④旅客は,搭乗予約の完了後,出発予定地の離着陸場に行き,eVTOLに搭乗する。 搭乗時には,搭乗口に設置されている2次元バーコードリーダーに,専用アプリ ーー4ーー に表示した2次元バーコードを読み込ませて搭乗手続を実施する。 ©eVTOLは,旅客の搭乗が完了すると,旅客の搭乗手続の情報を運航管理システムに 送信する。運航管理システムは,全ての旅客の搭乗が完了したと判断するとeVTOLに 飛行計画を送信する。 ©eVTOLは,出発予定時刻になると,自動管制システムに離陸許可を申請する。離 陸許可が承認された場合は,運航管理システムに離陸開始を通知して,飛行計画 に沿って自動操縦で離陸を開始する。承認されなかった場合は待機し,承認され るまで繰返し申請を行う。 ⑦eVTOLは離陸後,飛行計画に基づき自動操縦で飛行計画と実際のズレを調整しな がら到着予定地まで飛行する。飛行中は,運航管理システム及び自動管制システ ムに次の情報を1秒ごとに送信する。 ・運航管理システムに送信する情報 1-現在位置速度などの飛行に関する情報(以下,飛行情報という) -バッテリー残量,後述する表2中に示す構成要素の診断結果などの情報(以下, 機体情報という) -障害物などのeVTOL周辺の環境に関する情報(以下,周辺環境情報という) ・自動管制システムに送信する情報 -飛行情報 ⑧eVTOLは着陸に際し,自動管制システムに着陸許可を申請して,承認された場合 は,離着陸場に着陸する。承認されなかった場合は,ホバリング状態で待機し, 承認されるまで繰返し申請を行う。 ©運航管理システムは,必要に応じてeVTOLが着陸した後にバッテリーの交換を 行うように,離着陸場の運航補助具に通知する。 〔運航管理システムの飛行計画の更新] SKシステムは,シミュレーション技術を活用している。運航管理システムは,飛行 情報,|b|,周辺環境情報,離着陸場情報及び気象情報を分析して,シミュ レーションを実施し,その結果を用いて飛行計画を再評価する。再評価した結果,飛 行計画を更新する必要があると判断される場合には,自動管制システムに更新された 飛行計画を申請し,承認されると当該eVTOLに送信する。 eVTOLは運航管理システムから新しい飛行計画を受信すると,直ちに受信した飛行計 画に切り替えて,自動操縦で飛行を継続する。 ー5一 〔eVTOL OME) eVTOLの外観を図2に,eVTOLの主なシステム構成を図3に,eVTOLの主な構成要 素を表2に示す。 ローターユニット全周囲カメラ(上部) ーーーーーーーー=ーッ Mier St en eee es eee ーー ーー Cn 0/2の 3D-LiDAR(前)|/|・N 1 3D-LiDAR(後) ステレオカメラ(前)ステレオカメラ(後) ミリ波レーダー(前)2ミリ波レーダー(#) 運転席3D-LiDAR(4) ステレオカメラ(左) ROミリ波レーダー(諾) ーーーー1) Ly a IMU apa vps”全周囲カメラ(底部) 注記3D-LiDAR(右),ステレオカメラ(A),ミリ波レーダー(右)は,省略している。 注'慣性計測ユニットを示す。 注り9ビジョンポボポジショニングセンサーを示す。 2 eVTOLの外観 eee 飛行制御 NE ーーーーー一一= 全周用カメラX 2 制御部 3 eVTOLの主なシステム構成 em 6 asa 表2 eVTOLの主な構成要素 MRR ・3軸加速度、3軸角速度を計測し,eVTOLの姿勢を制御するのに使用する。 ・気圧センサー,ステレオカメラを内蔵している。 se・気圧センサー及びステレオカメラ画像から得られる物体の変化速度などによっ て,離着陸時における機体の姿勢変化,及び離着陸場との相対位置を計測し eVTOLの姿勢を制御するのに使用する。 地磁気センサー・地磁気を利用して,eVTOLの姿勢や方位を計測する。 ・GNSS測位衛星からの電波を受信し,eVTOLの自己位置推定に使用する。 ・対象物までの距離や,対象物の形状を計測し,eVTOLの周辺監視に使用する。 全周囲カメラ.360度カメラで画像を撮影し,eVTOLの全周囲の監視及び映像記録に使用する。 -ローターユニットを制御し,eVTOLの飛行を制御する。 ・飛行及び離着陸時,IMU,VPSの情報に基づき,各ローターの回転数を算出し,O ーターユニットに送信する。その結果,eVTOLは,移動方向に対して適切な傾鋼 飛行制御角度をとり,飛行することができる。機体の姿勢を制御する際は,IMU,VPS,地 ユニット磁気センサーの情報をできるだけ速く処理する必要がある。 ・制御部から緊急操作指示を受信すると,手動操縦ユニットからの情報を基に制御 を行う。 -IMU,VPS,地磁気センサーなどの情報をCAN上に出力する。 ・GNSS受信部からの情報,及びCANを経由して得られるIMU,VPS,地磁気センサー の情報を基に,eVTOLの自己位置(緯度,経度,BE)を推定する。 自動操縦・制御部から飛行計画,周辺監視ユニットからほかのeVTOLや鳥などの飛行物体 ユニット(以下,飛行障害物という)の情報を受信し,自己位置と併せて,飛行を制御す る自動操縦操作指示を作成して,飛行制御ユニットに送信する。 ・飛行計画に対する進捗状況を制御部に送信する。 ・3D-LiDAR,ステレオカメラ,ミリ波レーダー,全周囲カメラから取得した飛行中 周辺監視の周囲(前方,後方,側方,上側,下側)の測定結果を解析し,飛行障害物を監 ユニット視する。 ・飛行障害物を検知すると,飛行障害物の情報を,自動操縦ユニットに送信する。 ・緊急の場合,搭乗するパイロットが,eVTOLの手動操縦を行うときに使用する。 oo-パイロットが操縦欄やペダルなどを操作した際の操作の情報を,飛行制御ユニッ トに送信する。 、一・ローター駆動用のモーター,各種ユニットに電源を供給するバッテリーを管理す バッテリー管理る chil I-バッテリーの残量を一定時間ごとに制御部へ送信する。 CAN上の全てのユニットの出力データを取得し,保存する。 sok ASN・運航管理レステム,自動管制システムとの間においてモバイル通信を行う。 anh・CANを用いて制御部と通信を行う。 ー・通信異常を制御部に送信する。 ray 7=ニニ 表2 eVTOLの主な構成要素(続き) ・CAN上の全てのユニットに,動作開始の指示を送信する。 ・CAN上の全てのユニットの出力データを取得する。 ・運航管理システムが送信した飛行計画を,モバイル通信ユニット経由で受け,自 動操縦ユニットに送信する。 ・飛行中の飛行情報,周辺環境情報をモバイル通信ユニット経由で運航管理システ ムへ送信する。飛行情報,周辺環境情報のデータ量は,それぞれ9.25Mバイトバ 制御部秒である。 ・飛行中の飛行情報をモバイル通信ユニット経由で自動管制システムへ送信する。 ・eVTOLのシステム起動中は常に機体情報をモバイル通信ユニット経由で運航管理 システムに送信する。データ量は,9.125Mバイトノ秒である。 ・自動操縦ユニットから飛行計画に対する進捗状況を受信する。 ・周辺監視ユニットの異常などを検知すると,パイロットに手動操縦に切り替える ように指示を出すとともに,飛行制御ユニットに緊急操作指示を送信する。 —_—<・ローター及びローター駆動用のモーターで構成され,機体の周囲に8個搭載され ュユニット・飛行制御ユニットからのローターの回転数を基にモーターを制御する。 _ている。 [機体とローターユニットの配置] eVTOLには,機体の周囲に8個のローターユニット(#H1~#8)が搭載されている。 ローターユニット内のモーターを制御して,ローターを回転させることによって揚 力を得る。機体とローターユニットの配置を図4に示す。 図4機体とローターユニットの配置(真上から見た図) ーー8ーー
設問1 SKシステムの仕様について答えよ。 (1)運航管理システムが,飛行計画を更新するときに,自動管制システムに承 認をもらうのはなぜか。49字以内で答えよ。 (2)本文中の|a|,|5b|に入れる適切な字句を答えよ。 (3)自動管制システムが離着陸場情報を更新するのに必要な情報は何か。25+ 以内で答えよ。 (4)eVTOLは,運航管理システムへ飛行情報,機体情報,周辺環境情報を送信する。 eVIOLのシステム起動開始から30分間で,eVTOLが運航管理システムに送信する データ量は何Mバイトか。答えは小数第1位を切り上げて整数で答えよ。なお, システム起動開始直後の最初の19分は飛行しておらず,その後20分は飛行して いたものとする。
設問2 eVTOLのシステムの仕様について答えよ。 (1)VPSで計測したeVTOLの水平面上での回転方向の姿勢変化をIMUで計測した3 軸角速度で補強し,水平面上での回転量を推定することができる。このとき, 地磁気センサーで方位を計測している目的は何か。35 FUNCHAL. (2)eVTOLの姿勢制御の設計を行うに当たり,当初,IMUの計測データからロー ターユニットを制御するための情報を演算するユニットを設け,そのユニッ トが演算した情報をCAN経由で飛行制御ユニットへ送信することにしていた。 しかし,制御上の理由によってIMUの計測データを直接飛行制御ユニットが Sit,飛行制御ユニット自体がローターユニットを制御するための情報を演 算するように設計の変更を行った。このような変更を行った理由を45字以内 で答えよ。 ー9一 (3)eVTOLの飛行とバッテリー消費のシミュレーションを行った。バッテリー容 量と飛行可能距離の関係について次の文章中の|c|-ie 入れる適切な数値を小数第1位を四捨五入して整数で答えよ。 eVTOLが,出発地点から飛行を開始した。出発から6分で15 km先のw地点 を通過し,ew地点通過後6分後に地点から19km先にある離着陸場へ飛行す ることをシミュレーションした。出発地点からw地点までは,風速は19mノ秒 の追い風とした。w地点から離着陸場までは,風速は10mプ秒の向かい風とし feo eVTOLは,出発地点からg地点までは,無風時にkmン時の速 度が得られる出力で飛行し,gw地点から離着陸場までは,無風時に |9|kmノ時の速度が得られる出力で飛行する。なお,追い風の場合, eVTOLの速度は(無風時の速度+風速)となり,向かい風の場合,eVTOL OR 度は(無風時の速度一風速)となるものとする。 また,図5に示す無風時におけるeVTOLの燃費と飛行速度の関係を用いて, バッテリー消費についてシミュレーションを行った。出発地点からgw地点ま での間,eVTOLはバッテリー容量の|ce|%を消費し,w地点から離着 陸場までの間は,バッテリー容量の|ft|%を消費すると試算された。 bin Ge 2 NNLULHIIIIIIIIIIIT POPS has HERS COCO SSE 2 Ht TIRAIT 本0 Petit 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138 140(km//B¥) eVTOLの飛行速度 図5無風時におけるeVTOLの燃費と飛行速度の関係 ー19一
設問3 eVTOLの緊急時における対応について答えよ。 (1)緊急度の高いeVTOL(以下,緊急eVTOLという)が飛行する場合の対応につ いて検討し,自動管制システムに,次ののー③のような指示をさせる仕様変 更を行った。 Q自動管制システムは,緊急eVTOLの飛行ルート上を通過する予定のほか のeVTOLに対して待機指示を適宜送信する。待機指示を受信したeVTOLは運 航管理システムに待機指示受領を送信し,自動管制システムが指示した位置 でホバリング状態で待機して緊急eVTOLを通過させる。運航管理システムは, 待機指示受領を受信すると待機指示を受信したeVTOLの飛行計画の更新は行 わない。 ②自動管制システムは,緊急eVTOLが通過し,航行が可能になったeVTOL に対して待機解除指示を送信する。待機解除指示を受信したeVTOLは運航管 理システムに待機解除指示受領を送信する。待機解除指示受領を受信した運 航管理システムは飛行計画を更新して,自動管制システムの承認を受け,当 該eVTOLに送信する。 ③待機中のeVTOLがバッテリー残量不足となった場合,緊急eVTOLとなり 緊急離着陸場に着陸する。緊急eVTOLからバッテリー残量不足であることの 通知を受けた運航管理システムは,| g|を作成し,バッテリー残量 不足の情報とともに自動管制システムに申請する。このとき, を極力避けるために,運航管理システムは,複数の飛行計画を申請する。自 動管制システムは待機するeVTOLの台数と待機時間を考慮して,できる限り 有効な飛行計画を選んで承認する。 (a)待機指示受領を受信した運航管理システムが,待機指示を受信したeVTOL の飛行計画の更新を行わない理由を35字以内で答えよ。 (b)待機解除指示受領を受信した運航管理システムが,飛行計画を更新して, 当該eVTOLに送信する際,自動管制システムの承認を受ける理由を,安全 性の観点から40字以内で答えよ。 (c)|』|に入れる適切な字句を25字以内で,|h|に入れる敵 切な字句を40字以内で答えよ。 =es (2)eVTOLが自動操縦で飛行中,周辺監視ユニットに異常が発生し,情報をCAN へ送信しなくなった。このとき,eVTOLにどのような危険が発生し得るか。ま た,安全を考慮した場合,どのような緊急対応を行うべきか。それぞれ39字 以内で答えよ。 [xモ用紙〕
害獣監視システムに関する次の記述を読んで,設問に答えよ。 B社は,イノシシ,シカによる害獣被害を受けている農家からの要望に対応するた め,害獣監視システム(以下,監視システムという)を開発した。 監視システムは,複数台のユニットとカメラモジュールを組み合わせて設置する ことで,害獣の監視,追跡,農地への侵入防御などを行う。 監視システムが設置された農地とその周辺の概略図を図1に,監視レステムの主 な構成を図2に,監視レステムの主な構成要素を表1に,構成要素間で送受信する 主なメッセージの概要を表2に示す。 捕獲まえ6 B モジジニニル2時計Sey oh害獣コード2二にだ三ツド2モジュール5 aayュユニット1 Wee ed。捕獲カメラ カメラ\W\EV" カメラ PK>グモジュール2 Mo 追い返しエリアK 2エリア境界線 |電気机道路 coユニット1威跡ユニット2威跡ユニット3 So]電気相a四= eeelユニット2 BS tk me RAに農地RE 威跡ユニット1 ©,%,“4 0 ie i yカメラ 2くブ<EY a=W amnieme制御装置||、PC端末 Rocey_mx Fee 2 AA x 0 00 OO TE 注記1 BROF RS,農地北側の森となっているので,地理的条件を利用して北側からの害獣の接近に備え て各ユニット及びカメラモジュールを配置している。 注記2複数設置するユニット及びカメラモジュールは,図中で示すように識別番号を付与し識別する。 注記3エリア境界線から北側の森までのエリア(図中の網掛け部分)を緩御エリア,エリア境界線から南側の エリアを追い返しエリアと呼ぶ。 図1監視システムが設置された農地とその周辺の概略図 LAN ノビノーM_SN NA [<2220))ユニーッ.ドaay bkユートay& a)IGS IGS bee 図2監視システムの主な構成 表1監視システムの主な構成要素 ・監視システム全体を制御する。 制御装置・各ユニットと無線で接続し,データの送受信を行う。 ・害獣識別装置及びPC端末とLANで接続し,データの送受信を行う。 ・カメラモジュールと無線で接続しデータの送受信を行う。 -複数のカメラモジュールから受信した画像データを保存してAIで分析し,害獣の個体を 識別してID(以下,SUR IDという)を付与し,害獣IDをキーとして,ME,ASS, 害獣識別装軒地図上の位置で構成される情報(以下,害獣情報という)を1頭ごどとに作成する。 BR IDは,害獣が北側の森から緩御エリアへ入ってきたときに新しいものが生成され, 害獣が緩箱エリアから北側の森へ出ていくと削除される。 ・0.5秒ごとに,検出した頭数分の害獣情報を制御装置へ送信する。 —・赤外線LEDライトを搭載しており,夜間も撮影可能である。 a・害獣識別装置からの指示で撮影を行い,撮影した画像データを害獣識別装置へ送信する。 ・農地とその周辺を撮影できるように5台設置する。 ・害獣を捕獲ユニットへ誘導するために使用する。 ・搬き餌を入れておく容器と撤き餌を放出するための搬き餌草をもつ。 搬き餌・樹木や柱などの高所に,害獣が直接触れられないように設置される。 ユニット-容器には害獣に応じた2種類の撤き餌がそれぞれ1回分入っており,一度放出すると補充 が必要となる。 ・制御装置からの指示に従い,2種類の搬き餌のいずれかを放出する。 ・制御装置からの指示に従い,棋の閉扉を行う。 ・可視光LEDライトと屋外用スピーカーをもつ。 威叶びユニット.制御装置からの指示に従い,獣種に応じた可視光LEDライトの点滅と威叶音の出力を一定 時間行う。 -電気が流れるワイヤと,ワイヤを固定する支柱をもつ。 Sain・支柱間には複数本のワイヤが地面と平行に張られており,制御装置からの指示によって各ワ Pearイヤへの通電を制御する。 ・害獣がワイヤに接触したことを検知すると制御装置にメッセージを送信する。 -害獣が容易に農地へ侵入できないようにするために,農地を囲むように二重に設置する。 ・制御装置に接続することで監視システムを操作できる。 PC端末・制御装置を介して監視レステムの状態を参照できる。 ・制御装置から受信したメッセージを基に,適切な内容を画面に表示する。 表2構成要素間で送受信する主おなメッセージの概要 ーー [制御装置の動作概要〕 制御装置はPC端末からの“動作指示”を受信すると初期設定処理を行い,BRO 監視を開始する。 監視開始後,害獣識別装置から“害獣情報通知”を受信すると,害獣1 MOLI 移動を追跡し,その害獣の位置及び動きに応じて,撤き餌,捕獲,威蹴などのアク ションを実行する(以下,追跡処理という)。 また,追跡処理では一つのユニットに対して複数のアクションが同時に起こる可能 性があるので,これを調停してユニットに指示を行う(以下,ユニット制御処理とい の それぞれの処理内容の詳細を次に示す。 QD初期設定処理 PC端末から受信した“動作指示”に含まれる次の二つの情報を設定情報として保 存するとともに,“害獣識別指示”で害獣識別装置にも送信する。 ・農地,エリア境界線位置,追い:返しエリア及び緩街エリアにおける各ユニットと 各カメラモジュールのそれぞれの設置位置に関する情報(以下,地図情報という) ・監視対象となる害獣の獣種と,獣種を識別するための学習済みモデルデータ ー16一 ②追跡処理 害獣1頭ごとに,害獣の位置によって次の動作を行う。 ・害獣が緩衝エリアにいる場合害獣を捕獲するために,次に示す処理を行う。 -撤き餌の放出を決定する範囲内に害獣が一定時間留まると,撤き餌の放出を ユニット制御処理に依頼する。 -棋の中に害獣が一定時間留まると,橋の閉扉をユニット制御処理に依頼する。 ・害獣が追い返しエリアにいる場合,害獣を追い返しエリアから退去させるため に,次に示す処理を行う。 -威忠の実行を決定する範囲内に害獣が入ると,成蹴の実行をユニット制御処 理に依頼する。 -害獣が緩衝エリアから追い返しエリアに移動した場合に,獣種及び大きさに 応じたワイヤの通電の開始をユニット制御処理に依頼する。 -害獣が追い返しエリアから緩衝エリアに移動した場合に,獣種及び大きさに 応じたワイヤの通電の停止をユニット制御処理に依頼する。 ・捕獲ユニットの横を閉扉した後,(ア)害獣の捕獲に成功したと判断できた場合, 害獣の追跡処理を終了する。 @ユニット制御処理 ユニット制御処理は,電気相ユニット,Awooty bh,搬き餌ユニット,捕獲 ユニットに次の動作指示を行う。 ・電気相ユニット 通電の開始又は停止の依頼があったとき,対象のワイヤへの通電の開始又は 停止の要否に応じて,“通電制御指示"を送信する。 ・威跡ユニット 威忠の実行の依頼があったとき,対象の威跡ユニットに,“RMR TER”を 送信する。 ・撤き餌ユニット 搬き餌の放出の依頼があったとき,対象の撤き餌ユニットが対象の獣種に対 する撤き餌の放出を行っていなければ,“撤き餌放出指示"を送信する。 ss T= ・捕獲ユニット 棋の閉扉の依頼があったとき,対象の捕獲ユニットが槍の閉扉を行っていな ければ,“捕獲実行指示”を送信する。 〔監視レシステムの再起動〕 撤き餌の放出や橋の閉扉を行った後,監視レステムの利用者が,Weary kb ADE HOES,捕獲ユニットの楼の開扉を行ったときは,PC端末から再度 “動作指示"を制御装置へ送信することで,監視システムを再起動することができ る。 [制御装置の制御部のソフトウェア構造] 制御装置の制御部ではリアルタイム0Sを使用する。制御装置の制御部の主なタス ク構造を図3に,制御装置の制御部の主なタスク処理概要を表3に示す。 ーー =a, 注記1実線の矢印は,メールボックスを使用したタスク間のメッセージ通信の方向を示す。 注記2破線の矢印は,メモリへの書込みを示す。ただし,メモリからの読出しは省略している。 注記3害獣タスクは,害獣IDごとに生成される。 図3制御装置の制御部の主なタスク構千 _18— 表3制御装置の制御部の主なタスク処理概要 -制御部全体の制御を行う。 ラッ.PC端末から"動作指示"を受信すると,メッセージに含まれる情報を設定情報として保存した 後、個体識別タスクに監視の開始を通知する。 -ユニット管理タスク及び害獣管理タスクから通知を受けると,その内容をPC端末に送信する。 ・填獣識別装置の制御を行う。 —・メインタスクから監視の開始を受けると,設定情報を害獣識別装置に送信し,害獣識別装置の 動作開始を指示する。 0.5秒ごとに受信する“害獣情報通知"の頭数分の害獣情報を害獣管理タスクに通知する。 -個体識別タスクから頭数分の害上情報を受けると,害獣情報ごとに次の処理を行う。 -害獣情報に含まれる害獣LTDが,動作を開始してから受けた害獣IDの履歴にない新規の場合, [a]して,RDの履歴に保存する。 mei-当該の害獣情報を処理している害獣タスクがあれば,ARENT 4. ・害獣タスクからエリア間の害移動の発生を受けると,管理している害獣がいるエリアの情報 を更新する。 ・書獣タスクから捕獲の発生を受けると,メインタスクに捕獲の発生を通知する。 ・(イ)ある条件を満たした害獣タスクを終了させる。 ・1頭の害獣の追跡処理を行う。 -害獣管理タスクから害獣情報を受けると,次の処理を行う。 -直近50回分の(ウ)害獣の位置の履歴を保存する。 -(I)害獣がいるエリアが変わったかどうかを判断し,害獣がいるエリアが変わった場合, [|5j|を寺獣管理タスクに通知する。さらに,|c|を基に,通電の開始又は停 止を決定し,|d|]とともに通電制御依頼でユニット管理タスクに通知する。 am he MOKME RES SOMA RRM EMRE SE,拡き餌の放出依頼をユニット管 理タスクに通知する。 -穫の閉扉を決定する範囲内に害獣が一定時間留まると,棋の義扉依頼をユニット管理タスク に通知する。 -成噂の実行を決定する範囲内に害獣が入ると,威跡の実生依頼をユニット管理タスクに通知 する。 -害上獣の捕獲に成功したと判断できた場合捕獲の発生を害獣管理タスクに通知する。 ・ユニット制御処理を行う。 ・通電制御依頼を受けると,| d|から通電制御するワイヤを決定し,必要に応じて対象の ワイヤへの通電の開始又は停止を威吟電撃タスクに通知する。 ュー・成只の実行依頼を受けると,| e|に成跡の実行を通知する。 ーー・撤き餌の放出依頼を受けると,受けた依頼が実行可能な場合は,誘導捕獲タスクに撤き餌の放 .出を通知する。 ・橋の開鹿依頼を受けると,受けた依頼が実行可能な場合は誘導捕獲タスクに橋の閉扉を通知 する。 (A)威頻電撃タスクから受けた通知をメインタスクに通知する。
設問1監視システムについて答えよ。 (1)制御装置が"害獣情報通知”を受信し,害獣が緩衝エリアから追い返しエリ アムへ移動したと判断したとき,電気相ユニットのワイヤに通電が行われるまで に,監視システムの構成要素の動作時間や通信時間を含めて0.9秒必要となる。 害獣の移動速度を54kmン時以下とした場合,追い返しエリアへ侵入した害獣の 農地への侵入を防ぐために電気棚ユニット1のワイヤを通電した状態にするに は,エリア境界線と電気机ユニット1の間は直線で最短何m距離を空ける必要 があるか。答えは小数第2位を切り上げて,小数第1位まで求めよ。 (2)〔制御装置の動作概要)]について,下線(ア)の判断をするために,制御 装置が地図情報と害獣情報から行う判定処理の内容を,30字以内で答えよ。 (3)1頭の害獣が緩衝エリアに現れた後,撤き餌ユニットに接近したが,捕獲ユ ニットへは誘導されず,追い返しエリアに侵入して,威中ユニットに接近し, 電気相ユニット1と1回接触した後,緩衛エリアに退去した。このとき,制 御装置と各ユニット,PC端末との間では,図4の順でメッセージの送受信を 行った。|f|]~|」|]に入れる適切なメッセージ名を管えよ。こ CT,との間緩衝エリア及び追い返しエリアにいた害獣は,当該の害獣1頭 だけとする。 図4制御装置と各ユニット,PC端末との間のメッセージ送受信
設問2制御装置の制御部のタスク設計について答えよ。 (1)害獣管理タスクについて答えよ。 (a)表3中の|a|に入れる適切な内容を25字以内で答えよ。 (b)表3中の下線(イ)の条件は二つある。それぞれ20字以内で答えよ。 (2)害獣タスクについて答えよ。 (a)表3中の| b|-|』|に入れる適切な内容を15 Sues Hi diy _29 (b)表3中の下線(ウ)を保存する目的を39字以内で答えよ。 (c)表3中の下線(エ)の処理は,地図情報に格納された,ある情報を参照す る。その情報名を答えよ。 (3)ユニット管理タスクについて答えよ。 (a)表3中の|ec|に入れるタスク名を全て答えよ。 (b)表3中の下線(オ)の処理の結果によって,制御装置から送信される構 成要素間のメッセージ名を答えよ。
設問3監視システムの機能追加について答えよ。 農作物の盗難被害への対策として,緩衝エリアと追い返しエリアに不審者が入る と,警告用の光の照射と威中音の出力によって威蹴を行い,加えて利用者に不審者 の侵入を知らせる機能(以下,不審者監視機能という)を監視システムに追加する。 [監視ンステムの構成要素の変更概要] 監視システムの構成要素の変更概要を次に示す。 REHEAT SEDI,次の機能なをもつスポットライトユニットを監視シ ステムに追加する。 -可視光LEDライトをもち,制御装置からの指示で強い光を一方向に照射する。 -構成要素間のメッセージとして新たに追加する“ライト制御指示"を制御 装置から受信すると,受信した内容に従って点灯又は消灯する。 -緩衝エリア内にスポットライトユニット1,追い返しエリア内にスポットラ イトユニット2の計2台を設置する。 ・威蹴ユニット1~3に不審者用の威中音を新たに登録する。 ・PC端末に次の機能を追加する。 -構成要素間のメッセージとして新たに追加する"不審者称告"を制御装置 から受信すると,警報音を鳴らして利用者に不審者が侵人人したことを知ら せる。 ・害獣識別装置に次の機能を追加する。 -害獣の処理と同様に.5台のカメラモジュールから受信した画像データをAIで 分析し,不審者を害獣とみなして識別した害獣LDごとに,害獣情報を作成する。 ・制御装置に次の機能を追加する。 =Gt= -不審者監視開始時刻から不審者監視終了時刻までの間,不審者監視機能を 有効にする。不審者監視開始時刻及び不審者監視終了時刻は,初期設定処 理のときにPC端末から設定される。 不審者監視機能における制御装置の動作概要〕 不審者監視機能における制御装置の動作概要を次に示す。 ①追跡処理 ・不審者が緩衝エリアに侵入したことを検知すると,次に示す処理を行う。 -スポットライトユニット1の点灯をユニット制御処理に依頼する。 -PC端末に不審者の緩衝エリアへの侵入を,"不審者警告"で送信する。 ・不審者が緩衝エリアにいる場合で,撤き餌の放出を決定する範囲内に不審者が 一定時間留まった場合でも,撤き餌の放出をユニット制御処理に依頼しない。 ・不審者が緩衝エリアから追い返しエリアに移動するか,緩衝エリアから出て いった場合,スポットライトユニット1の消灯をユニット制御処理に依頼す る。 ・不審者が追い返しエリアに侵入したことを検知すると,次に示す処理を行う。 -スポットライトユニット2の点灯をユニット制御処理に依頼する。 -PC端末に不審者の追い返しエリアへの侵入を,"不審者警告”で送信する。 ・不審者が追い返しエリアにいる間は,電気棚ユニットの全てのワイヤの通 電の停止をユニット制御処理に依頼する。 ・不審者が追い返しエリアにいる場合,威蹴の実行を決定する範囲内に不審者 DASE,威蹴の実行をユニット制御処理に依頼する。 ・不審者が追い返しエリアから緩衝エリアに移動した場合,スポットライトユ ニット2の消灯をユニット制御処理に依頼する。 @ユニット制御処理 ・スポットライトユニットに次の動作指示を行う。 -追跡処理から点灯又は消灯の依頼があったとき,対象のスポットライトユ ニットの点灯又は消灯の要否に応じて,点灯又は消灯の“ライト制御指示" を送信する。 ー22— (制御装置の制御部のタスクの変更概要] 制御装置の制御部のタスクの変更概要を表4に示す。 表4制御装置の制御部のタスクの変更概要 -不軍者攻視開始時刻から不審者監視終了時刻までの間、不審者監視機能を有効にする。 メイン・害獣管理タスクから不審者がいるエリアの情報を受けると,受けた内容を“不審者堂告"で PC端末に送信する。 -個体識別タスクから頭数分の害上情報を受けると,害獣情報ごとに次の処理を行う。 —-不審者監視機能が有効でなければ,| 」|を破棄する。 ー.害獣タスクからエリア間の害獣移動の発生を受けると,管理している不審者がいるエリアの 情報を更新し,その情報をメインタスクに通知する。 ERE IAD ORMBMELISE,害獣の獣種が不審者のとき,次の処理を行う。 -不審者の移動に応じて,スポットライトユニットの制御依頼をユニット管理タスクに通知 害獣する。 -不審者の移動に応じて,通電茜上依頼又は通電許可依頼をユニット管理タスクに通知する。 -搬き餌の放出を決定する処理は行わない。 .スポットライトユニットの制御依頼を受けると,必要に応じてスポットライトユニットの点 灯又は消灯を威上電撃タスクに通知する。 ユニット-通電茜止依頼を受けると,全てのワイヤの通電の停止を威時電撃タスクに通知する。 管理.通電許可依頼を受けると,Ch)必要に応じて通電の開始を成叶電撃タスクに通知する。 .通電制御依頼を受けても,少なくとも一つの害獣タスクから通電茜止依頼を受けている状態 CHA,BED 2IAOMIMATPA. (1)タスクの変更に関する次の記述中の|k|に入れる適切な内容を,15 字以内で答えよ。 不審者監視機能の追加は,既存の害獣タスクを変更するか,不審者の師 跡処理を行う不審者タスクを新たに追加することで対応できる。害獣タス クを変更する場合,|k|]として扱うことで,制御装置の制御部のタ スク全体の変更を,新たに不審者タスクを追加する場合よりも少なくする ことができる。 (2)害獣識別装置で不審者も識別するために,害獣識別装置に追加で必要とす る情報を25字以内で答えよ。 (3)表4中の| 」|に入れる適切な字句を15字以内で答えよ。 (4)表4中の下線(カ)において,通電の開始を威蹴電撃タスクに通知する場 合の条件を二つ,それぞれ35字以内で答えよ。
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